水深の浅い農業用水路における水温と流速が流水熱の熱交換特性に与える影響

• Published in: 農業農村工学会論文集 Vol. 92; no. 1; pp. I_75 - I_85
• Main Authors: 三木, 昂史, 後藤, 眞宏, 高杉, 真司, 舘野, 正之, 石井, 雅久
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 公益社団法人 農業農村工学会 2024
• Subjects: 再生可能エネルギー; 水熱源ヒートポンプ; 流水熱; 熱利用; 農業用水路
• ISSN: 1882-2789; 1884-7242
• DOI: 10.11408/jsidre.92.I_75

近年, 地中熱のカテゴリーに含まれる地表水を熱源にしたヒートポンプの利用が促進されている．農業用水路は全国に整備されており, ヒートポンプの熱源として水路を流れる農業用水（流水熱）は期待できる．本研究では, 水深が浅い水路にシート状熱交換器を設置して実規模の模型実験を実施し, 流水熱に関するヒートポンプシステムの熱交換量（熱交換器における採熱量）や熱通過率（熱の取り出しやすさ）などの熱交換特性を評価した．実験結果から, ヒートポンプの暖房利用では, 熱通過率は水路の流速と水温が影響すること, 水路内の水温が高いほどヒートポンプシステムの熱交換量やヒートポンプシステムのエネルギー消費効率が高くなることが明らかになった．水路の流水を熱源としたヒートポンプシステムを設計する際, 流速や水温に着目することで水路の流水中の熱を効率的に利用できることが示された．